영흥 분기보고서 (2021.09)
6. 주요계약 및 연구개발활동

1. 연구개발활동의 개요 ■한국내 철강사업

( 1) 연구개발비용(단위 : 백만원)

과 목	2021년 3분기	2020년	2019년

원 재 료 비	-	-	-

인 건 비	91	116	109

위 탁 용 역 비	-	-	-

기 타	2	5	-

경상개발비 계	93	121	109

회계처리	판매비와관리비	-	-	-

제 조 경 비	93	121	109

개발비(무형자산)	-	-	-

경상개발비/매출액대비율	0.09%	0.10%	0.11%

※경상개발비비율은 한국내 철강사업 매출액 대비 비율임.

연구/개발 과제	연구기관	연구결과 및 기대효과	비고

미세조직 및 기계적 특성 최적화를 위한 공정개선	㈜영흥철강사업부	- 공정변화에 따른 미세조직 및 기계적특성 분석 : 제품의 품질적 안정화	-

자동차용 고강도 IT WIRE에 적용되는 1XXK 소재의 미세조직 최적화	㈜ 영흥철강사업부	- 열처리 조건변화에 따른 미세조직 및 기계적 특성분석 : 공정 최적화 및 제품 분석 강화	-

1XXK 소재의 미세조직 조합에 따른 피로특성의 정량적 평가	㈜영흥철강사업부	- 미세조직의 조합에 따른 각 강재의 S-N 피로곡선 확보 : 제품의 품질적 안정화	-

■ 한국내 자동차부품사업 ( 1) 연구개발비용

(단위 : 백만원)

과 목	2021년 3분기	2020년	2019년

원 재 료 비	3	8	4

인 건 비	496	634	686

위 탁 용 역 비	120	184	123

기 타	49	222	348

경상개발비 계	668	1,048	1,161

회계처리	판매비와관리비	-	-	-

제 조 경 비	668	1,048	1,161

개발비(무형자산)	-	-	-

경상개발비/매출액대비율	1.8%	2.4%	2.2%

※경상개발비비율은 한국내 자동차부품사업 매출액 대비 비율임.

( 2) 연구개발실적

연구/개발 과제	연구기관	연구결과 및 기대효과	상품화내용 차종별 개발기간

최적화 설계기법 개발	㈜영흥	스프링의 부식방지를 위한 최적형상 개발	2017. 01 ~ 2018. 12

- 상대파트와의 구조 최적화

표면연화 소재개발	㈜영흥	냉간용 125Grade SAE9254 소재의 내부식 개선재 개발	2016. 12 ~ 2019. 12

- 성분 추가 및 성분 비율 조정없이 SLM 공법적용

스프링 응력균질화 설계 기술개발	㈜영흥	스프링 경량화 및 최적설계 기술 확보	2017. 09 ~ 2018. 01

스프링 형상 최적화를 통한 설계기술 확보

복합재(GFRP) 스프링개발	HKMC, ㈜영 흥T4L, 국도화학	GFRP를 이용한 횡력저감용 스프링 개발	2017. 05 ~ 2019. 06

- 고성능카 적용목표

세팅공정 해석기술 개발	㈜영흥	스프링 제조공정 중 세팅공정을 해석기술로 예측	2019. 08 ~ 2019. 12

내구성 품질을 예측/최적화하여 스프링 품질 개선 기여

열처리공정 해석기술 개발	㈜영흥	스프링 제조공정 중 열처리공정을 해석기술로 예측	2019. 08 ~ 2020. 02

스프링 성능 변화를 최적화하여 스프링 품질 개선 기여

특허등록	㈜영흥	스프링용 마킹시스템 국내특허 등록	2015. 12. 04

레이저 마킹 시스템 국내특허 등록	2015. 07. 09

스프링용 마킹시스템 중국특허 등록	2016. 08. 17

레이저 마킹 시스템 중국특허 등록	2016. 08. 24

스프링용 마킹시스템 미국특허 등록	2017. 01 .24

㈜영흥, 동양	상온수축튜브 미국특허 출원	2017. 06. 24

(3) 연구개발 중인 사항1) 영흥 생산 IT Wire 적용

승용차 현가장치에 적용되는 냉간용 코일스프링의 주재료인 IT WIRE는 고주파 열처리 등을 통하여 냉간 성형에 적합한 형태로 가공된 선재입니다. 자동차용 스프링 산업에서는 원재료가 차지하는 원가비중이 60% 내외로 원재료의 신속하고 안정적인 공급이 매우 중요합니다. 현재 자동차 스프링용으로 사용이 가능한 IT WIRE를 연구 및 개발을 완료하여 양산에 적용하였습니다.

그리고 원가경쟁력 및 내부식성 향상을 위한 소재를 목표로 시제품 시험, 평가 진행 중에 있으며, 2020년 이후 양산 목표로 신규 열처리 공법을 통한 소재표면 개선품의 개발을 진행중입니다.

2) 복합소재(GFRP)를 이용한 코일스프링 개발

자동차 성능의 향상과 더불어 차량의 연비향상을 위한 부품의 경량화는 최근 자동차 산업의 중요한 개발 과제입니다.

유럽 등 자동차 업계에서는 복합재 판스프링을 개발/양산에 적용하는 등 국내 자동차 업계에서도 이에 대응하여 설계 및 제조기술 확보가 시급한 실정입니다.

따라서, 국내 순수 기술을 관련업계의 협업을 통하여 경량신소재인 복합소재(GFRP)를 채택하고 우선 자동차 적용도가 매우 적합하다고 판단되는 Coil Spring 개발을 추진하여, 그 설계 및 제조공정 기술을 확보하고자 하는 것입니다.

현재 현대자동차 연구소와 고성능카 적용을 위한 Kick-off 협의를 마쳤으며, 2018년 실차평가 적용을 위해 국내 최고의 기술과 경험을 겸비한 복합재 전문업체와 10차 시제품까지제작을 완료하였으며, 스프링특성 만족을 위한 함침율개선 방안을 도출하였습니다. GFRP스프링의 특성을 파악하여 1차 개발 완료 하였으며 현재 소형차 후륜스프링 대상 기존 스틸 소재를 복합재로 변경한 스프링을 개발 중에 있습니다.

3) 스프링 경량화를 위한 스프링 응력 균질화 설계기술 개발

자동차의 연비 향상을 위해 경량화는 항상 중요한 사안으로 관리되고 있으며 스프링도 예외는 아닙니다. 일반적인 스프링 설계 시 검토할 사안은 스프링이 압축 시 발생하는 응력(Stress)이 스프링 재료의 허용응력 범위 내에 있는지 확인하는 것입니다. 보통 최대 응력은 스프링의 한 곳에서 발생하게 되고 다른 곳은 그 이하의 응력이 발생합니다. 따라서 스프링 전응력(Fully-stressed) 설계 관점에서 스프링 설계 분석이 필요하며, 스프링 응력 균질화 설계기술은 최대 응력이 한 곳이 아니라 스프링에 전반적으로 작용하게 함으로써 스프링을 전응력 설계를 달성하여 경량화를 꾀하는 설계 기술입니다.

현재 HMC 신규 개발차종 스프링설계를 기반으로 개선설계를 진행하였으며, 확보된 균질화설계 기술을 신규 개발차종 스프링에 적용, 제품 품질 향상에 활용하고 있습니다.4) 세팅공정 해석기술 개발스프링 형상을 제작하는 코일링 기술은 스프링 형상 품질을 결정하는 중요한 제조 공정 기술입니다. 오랜 기술과 경험이 요구되므로 스프링 회사마다 고유한 노하우가 집결되어 있습니다. 최근 자동차 개발 기간이 단축되고 있고, 과거와 달리 보다 다양한 샘플 개발이 요구되며. 특히, 하이브리드 차량 개발의 확대로 선경이 증가되므로 스프링 형상에 대한 관리는 매우 중요해지고 있습니다. 이러한 상황에서 코일링 형상을 예측하고 코일링된 제품의 형상을 측정하는 과정을 과거의 경험이 아닌 컴퓨터 시뮬레이션 및 각종 신규장비 도입과 전문인력을 통하여 보다 나은 결과물을 얻고자 기술개발을 진행하고 있습니다. 특히, 세팅공정은 스프링의 내구 품질에 직접적인 영향을 주므로 이를 해석기술로 구현하여 제작 전 예측 함으로써 내구 품질 확보에 기여할 수 있는 해석기술입니다.5) 열처리공정 해석기술 개발스프링 제작 과정에서 열처리공정을 거치는 동안 스프링의 외경과 권수 변화가 발생합니다. 스프링의 외경은 스프링 고유 특성에 영향을 주므로 이를 감안하여 설계 및 제작을 합니다. 열처리공정을 해석기술로 구현가능함에 따라 설계단계에서 제작 전 외경 변화를 고려할 수 있어 스프링 최적화 설계가 가능합니다. 이는 보다 높은 품질의 스프링 제작 및 공급을 가능하게 합니다.

6) 고경도 일반강 개발 (2021년)

스프링 원가절감을 목표로 해외 선진사에서 사용 중인 SAE9254 소재의 경도 개발을 진행하고 있습니다. SAE9254 소재의 열처리 최적화를 통한 경도 증대로 기존 고가의 소재와 동등수준 품질을 타겟으로 개발되었으며, SAE9254 소재물성의 내구 한계를 개선하고자 쇼트 피닝 공정을 스트레스 피닝 공법으로 적용하고 있습니다. 2021년 양산 차종을 대상으로 순차적으로 적용하여 고객사의 원가경쟁력 확보에 기여할 예정입니다.

7) 강화싱글 도료개발 (2021년)

기존의 스프링은 고응력강 소재를 사용하므로 혹한지역의 스프링 도장 손상으로 인한 파손발생을 개선하고자 우레탄호스와 더블코팅 도료가 적용되어야 하므로 원가상승이 수반됩니다. 이중 더블코팅을 대체 가능한 강화싱글 도장공법을 개발하고 있습니다. 기존 더블도장 공법 대비 공정 축소가 가능하고 도장두께 최적화를 통해 원가절감 효과가 있습니다. 2022년도 양산 차종 적용을 목표로 현재 부식 내구 평가 등의 테스트를 통해 개발 진행 중입니다.

8) 가속내구시험 기술 개발 (2021년)

자동차 개발 전체 기간의 단축은 단품 및 모듈의 개발 기간 단축으로 가능합니다. 내구시험은 스프링 개발 단계에서 제품의 안전성을 검토하므로 반드시 필요한 과정입니다. 따라서 자동차 개발 기간 단축에 능동적이고 신속하게 대응할 수 있게 기존 내구시험시간을 단축할 수 있는 가속화 기법을 개발하고 있습니다.

연구과제명	기대효과

설계 Process 자동화	설계시간 단축 및 설계품질 향상설계 최적화, 독자설계 시스템 구축

해석정확도 검증	설계 정확도 향상 및 신뢰도 향상

설계 인자별 영향도 검증	설계 인자별 영향도 검증 및 분석설계최적화 시스템에 적용

고무패드를 포함한FEM 방법론 연구	FEM 해석시 고무부품 해석기법을 적용하여 실제품과의 유사성 향상 및 설계품질 향상

피로해석 검증	피로수명 예측 및 설계기준 확보(PSWT)실 제품의 시험결과에 대한 예측성능 향상